表面接枝聚合物是改善纳米颗粒在基体中相容性和分散性的重要手段，因此聚合物接枝纳米颗粒(PGNPs)的精确可控合成及其复合材料结构-性能关系研究具有重要的意义。本工作发展了嵌段共聚物/均聚物共组装制备结构可控PGNPs的新方法，合成了多个系列的PGNPs，系统地研究了PGNPs的结构对纳米复合材料的结构、流变行为和力学性能的影响。主要研究内容如下:　　1.利用其中一段为含可交联基团的聚甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(PTEPM)、另一段为聚苯乙烯(PS)的两嵌段共聚物(PTEPM-b-PS)进行自组装或与均聚物共组装，水解交联PTEPM相后制备了具有刚性无机内核的聚苯乙烯接枝纳米颗粒。通过调节嵌段共聚物长度和比例、共组装齐聚物含量，可精确调控PGNPs的内核形状（球状、柱状和片状）、接枝链长度、接枝密度、内核尺寸等结构参数。并通过透射电子显微镜、小角X射线散射、原子力显微镜和热重分析等对PGNPs的结构进行详细表征。　　2.当PGNPs的接枝链密度和长度满足一定条件时，可以在相同化学结构的基体聚合物(PS)中均匀分散，形成所谓的“完全相容性”聚合物纳米复合体系。系统研究了PGNPs的内核形状、接枝链分子量和基体分子量对该体系粘弹性的影响，进而探讨了该体系形成弹性网络的机理。研究发现PGNPs通过接枝链间桥连形成熵弹性逾渗网络，其强度满足关系G0=k（φ-φc）v，标度值v≈2，不受内核形状和接枝链分子量的影响。经过足够长的时间后，逾渗网络最终会松弛。　　3 通过应变扫描和破坏-恢复实验等手段研究了相容性纳米复合体系的非线性流变行为。随着测试温度的升高，复合材料应变扫描测试依次表现出剪切变稀、强应变过冲和弱应变过冲等不同的模量-应变响应。同时还发现PGNPs在短链PS基体和增塑剂中分别表现出一步屈服和两步屈服。破坏-恢复实验则发现球状PGNPs和柱状PGNPs体系的逾渗网络经剪切破坏后可以快速恢复，而片状PGNPs体系则难以恢复。　　4.通过溶液共混的方法制备了PS/PGNPs纳米复合材料。室温下，复合材料的拉伸行为由脆性断裂主导，PGNPs的加入没有显著提高材料力学性能。提高测试温度至90℃后，PS基体的拉伸行为表现出韧性断裂，PGNPs的加入表现出优异的增强效应，即显著地提高了复合材料的杨氏模量和屈服应力。片状和柱状PGNPs随拉伸发生取向，取向程度随拉伸应变的增加而增大。另外，如果采用具有韧性断裂的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)作为基体，PGNPs会选择性分散在纳米复合材料的PS连续相区中，能有效提高材料的杨氏模量和屈服应力。　　5.研究了嵌段共聚物PTEPM-b-PS自组装及其与低分子量均聚物共组装样品在柱状相与层状相之间的过渡区域的相行为，获得了过渡区域的相图。发现在过渡区域形成的是层状相与柱状相共存的相结构而不是双连续G相。退火实验证明共存相可以长时间稳定存在，应为热力学平衡相。嵌段共聚物分子量多分散性和/或体系处于强分凝区是导致共存相出现的原因。